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摘 要：水处理用聚合物是一种新型的自动化节能生化处理工艺，其在污水处理中发挥着重要的作用。本文对这种处理工艺的优点以及研发情况进行了介绍，对应用该工艺存在的问题以及发展前景进行了介绍，希望可以促进新型水处理工艺的推广。
关键词：水处理；聚合物；自动化；节能生化；处理工艺
水處理是一项重要的工作，其可以保证水资源的合理利用，可以实现水的循环利用，我国对水处理药剂的研究是从21世纪70年代开始的，研究人员通过不断的实验与研究，取得了一定研究成果，生产出了有机膦单体，还研究出了具有水溶性的聚合物。我国采用的冷却水处理用水溶性聚合物与国外水处理用聚合物产品有着一定差距。有机磷酸盐是一种常见的化合物，在生产时具有容易控制的优点，理化指标也比较明确，在对水处理用聚合物自动化节能生化处理工艺进行研发时，应保证其性能的一致性。
1 生产工艺设计及产品性能
水处理用聚合物自动化生产工艺的设计是建立在前人研究的基础上，在实验室经过多次模拟后，可以设计出工业专用的生产装置，如图1所示。研究时先从0.5T反应釜开始，然后不断的扩大，从1T到2T再到3T，进行逐步升级，对生产工艺进行逐步的完善。水处理用聚合物的自动化节能生化处理装置工作原理与其构成有着较大的关系。该装置是由反应釜、反应投料A、反应投料B、热水贮槽、冷却塔等部件组成的，以生产含AMPS三元共聚物为例，对该装置的工作原理进行简单的介绍：
1-反应釜物料；2-反应釜；3-夹套层冷却（加热水）；4-夹套层电加热管A；5-釜内测温棒（T1）；6-夹套层测温棒（T2）；7-搅拌器A（变频调速F1）；8-反应投料泵A（自动滴加/变频调速F2）；9-反应投料泵B（自动滴加/变频调速F3）；10-反应物料A组分；11-反应物料B组分；12-真空泵（水射器机组）；13-循环水泵（变频调速F4）；14-出料口；15"18-循环水电动阀；16、17-热水循环电动阀；19-热水储槽；20-冷却塔；21-排气阀；22-氮气瓶；23-控制底阀；24-搅拌器B（变频调速F5）；25-排气控制阀；26-测温棒（T3）；27-夹套层电加热管B；28-氮气控制阀；29-A物料投加控制阀；30-B物料投加控制阀；31-出料控制阀。
图1 水处理用聚合物自动化生产装置
1.1 生产前的准备工作
1.1.1 物料准备。釜内F组分：加水1300kg，次磷酸钠50kg；在反应物料A组分：丙烯酸840kg，丙烯酸羟丙酯80kg，含AMPS磺酸盐150kg，次磷酸钠25kg；反应物料B组分：加水310kg，过硫酸铵60kg。总共加入的物料有3025kg。
1.1.2 投料准备。以上物料需要加入不同的反应容器中，然后进行均匀的搅拌，使其充分的混合、溶解，关闭控制-23底阀。
1.2 生产过程
本工艺生产采用计算机PLC联动控制，夹套加热由夹套测温棒来控制并带有过沸保护，由釜内测温棒来控制加热反应温度。反应时精确控制把反应物料加热到85℃时，开始开动滴加计量泵A、B，滴加时间为2小时，采用釜内测温棒来控制釜内反应温度在85℃±2℃，当过热时起动冷却塔进行冷却，冷却快慢及关停由温度T1、T2根据程序确定。反应开始后需冷却时，把热水打入热水贮槽，当热水结束后，开启冷却塔。反应过程可开启氮气少量，充氮保护。
1.3 生产后处理
A、B泵滴加完成后，通入热水，并用电加热辅助保温90℃，2小时后，把热水回到热水贮槽，热水打完后开启冷却循环水冷却，后放料。由于聚合反应是放热反应，因此采用电加热一方面可以精确控温，另一方面反复把热水余热利用，可以有效的节能。
1.4 产品性能
经过不断的工艺条件的探索，特别是学习了前人的一些实验结论，同时锁定工艺条件，摸索出了一整套最佳的处理工艺条件，如温度控制曲线、滴加快慢曲线、搅拌方式、保温控制等做出了在3T釜上反应的成熟产品。生产出了成熟产品多元共聚物。
生产共聚物的反应温度、流量曲线成熟工艺设定如下：
2 水处理用聚合物自动化节能生化处理工艺的应用前景
2.1 优点
传统的生产工艺采用的是手动的方式，在控制蒸汽开关、温度调节、滴加速度时都采用的是手动的方式，传统的生产工艺比较复杂，而且很容易受到人为因素的影响，精确性较差，重复性也比较差，这使得生产出的工艺产品很难保证一致性。工艺条件具有不确定性，这不利于对生产工艺进行调整与改进。采用新型的自动化节能生化处理工艺有着较多的优点，不但工作的效率高，而且准确性与重复性较好。采用我国首创的DCS自动化连续法生产技术，可以设定出适宜的反应条件，在对生产工艺进行改进后，产品的综合性能得到了较大的提高，这种生产装置的性价比也比较高，在水处理中有着广泛的应用。
2.2 应用前景
在水处理生产装置中应用全自动DCS控制技术可以保证装置的自动化运行，通过多次实验证明，水处理用聚合物的生产方式可以控制反应的过程，也可以保证生产的条件，这项技术具有较高的可靠性，而且操作较为简单，在研发时还配合了凝胶色谱，做出了分子量分布图，提高了产品的性能，与传统的工艺技术相比，工作效率大大提高了，可以大批量的生产工艺产品，这项技术在不断完善的过程中，已经达到了世界先进水平，经过研究者的不断努力，可以生产出性能一致的多种聚合物产品。
结束语
本文对水处理用聚合物自动化节能生化处理工艺进行了研究，采用新型的生产设备，可以设定适合的生产工艺条件，这项先进的生产工艺具有良好的重复性，可以保证产品性能的一致性，对产品的改进也提供了平台与硬件条件。通过分子团结构，对生产工艺可以进行正确的指导，利用分子量分布图，可以提高产品的性能，可以改变我国水处理滞后的现状，为了促进我国水处理事业不断的发展，相关人员需要对设备进行优化设计，研究人员通过不断发实验与研发，可以对水处理用聚合物产品的生产提供更多的指导建议。
参考文献
[1]陈春钰，白妮，杨志彬.模拟3种有机膦系阻垢剂与方解石（104）面的相互作用[J].计算机与应用化学，2015（3）.
[2]马慧明，刘亚龙，谷超桢，孙振涛，崔姜姜.循环水预处理技术的研究与应用[J].河南化工，2015（5）.
[3]崔东锋.基于S7-1200PLC的加药系统模糊控制器设计[J].自动化技术与应用，2015（5）.
关键词：水处理；聚合物；自动化；节能生化；处理工艺
水處理是一项重要的工作，其可以保证水资源的合理利用，可以实现水的循环利用，我国对水处理药剂的研究是从21世纪70年代开始的，研究人员通过不断的实验与研究，取得了一定研究成果，生产出了有机膦单体，还研究出了具有水溶性的聚合物。我国采用的冷却水处理用水溶性聚合物与国外水处理用聚合物产品有着一定差距。有机磷酸盐是一种常见的化合物，在生产时具有容易控制的优点，理化指标也比较明确，在对水处理用聚合物自动化节能生化处理工艺进行研发时，应保证其性能的一致性。
1 生产工艺设计及产品性能
水处理用聚合物自动化生产工艺的设计是建立在前人研究的基础上，在实验室经过多次模拟后，可以设计出工业专用的生产装置，如图1所示。研究时先从0.5T反应釜开始，然后不断的扩大，从1T到2T再到3T，进行逐步升级，对生产工艺进行逐步的完善。水处理用聚合物的自动化节能生化处理装置工作原理与其构成有着较大的关系。该装置是由反应釜、反应投料A、反应投料B、热水贮槽、冷却塔等部件组成的，以生产含AMPS三元共聚物为例，对该装置的工作原理进行简单的介绍：
1-反应釜物料；2-反应釜；3-夹套层冷却（加热水）；4-夹套层电加热管A；5-釜内测温棒（T1）；6-夹套层测温棒（T2）；7-搅拌器A（变频调速F1）；8-反应投料泵A（自动滴加/变频调速F2）；9-反应投料泵B（自动滴加/变频调速F3）；10-反应物料A组分；11-反应物料B组分；12-真空泵（水射器机组）；13-循环水泵（变频调速F4）；14-出料口；15"18-循环水电动阀；16、17-热水循环电动阀；19-热水储槽；20-冷却塔；21-排气阀；22-氮气瓶；23-控制底阀；24-搅拌器B（变频调速F5）；25-排气控制阀；26-测温棒（T3）；27-夹套层电加热管B；28-氮气控制阀；29-A物料投加控制阀；30-B物料投加控制阀；31-出料控制阀。
图1 水处理用聚合物自动化生产装置
1.1 生产前的准备工作
1.1.1 物料准备。釜内F组分：加水1300kg，次磷酸钠50kg；在反应物料A组分：丙烯酸840kg，丙烯酸羟丙酯80kg，含AMPS磺酸盐150kg，次磷酸钠25kg；反应物料B组分：加水310kg，过硫酸铵60kg。总共加入的物料有3025kg。
1.1.2 投料准备。以上物料需要加入不同的反应容器中，然后进行均匀的搅拌，使其充分的混合、溶解，关闭控制-23底阀。
1.2 生产过程
本工艺生产采用计算机PLC联动控制，夹套加热由夹套测温棒来控制并带有过沸保护，由釜内测温棒来控制加热反应温度。反应时精确控制把反应物料加热到85℃时，开始开动滴加计量泵A、B，滴加时间为2小时，采用釜内测温棒来控制釜内反应温度在85℃±2℃，当过热时起动冷却塔进行冷却，冷却快慢及关停由温度T1、T2根据程序确定。反应开始后需冷却时，把热水打入热水贮槽，当热水结束后，开启冷却塔。反应过程可开启氮气少量，充氮保护。
1.3 生产后处理
A、B泵滴加完成后，通入热水，并用电加热辅助保温90℃，2小时后，把热水回到热水贮槽，热水打完后开启冷却循环水冷却，后放料。由于聚合反应是放热反应，因此采用电加热一方面可以精确控温，另一方面反复把热水余热利用，可以有效的节能。
1.4 产品性能
经过不断的工艺条件的探索，特别是学习了前人的一些实验结论，同时锁定工艺条件，摸索出了一整套最佳的处理工艺条件，如温度控制曲线、滴加快慢曲线、搅拌方式、保温控制等做出了在3T釜上反应的成熟产品。生产出了成熟产品多元共聚物。
生产共聚物的反应温度、流量曲线成熟工艺设定如下：
2 水处理用聚合物自动化节能生化处理工艺的应用前景
2.1 优点
传统的生产工艺采用的是手动的方式，在控制蒸汽开关、温度调节、滴加速度时都采用的是手动的方式，传统的生产工艺比较复杂，而且很容易受到人为因素的影响，精确性较差，重复性也比较差，这使得生产出的工艺产品很难保证一致性。工艺条件具有不确定性，这不利于对生产工艺进行调整与改进。采用新型的自动化节能生化处理工艺有着较多的优点，不但工作的效率高，而且准确性与重复性较好。采用我国首创的DCS自动化连续法生产技术，可以设定出适宜的反应条件，在对生产工艺进行改进后，产品的综合性能得到了较大的提高，这种生产装置的性价比也比较高，在水处理中有着广泛的应用。
2.2 应用前景
在水处理生产装置中应用全自动DCS控制技术可以保证装置的自动化运行，通过多次实验证明，水处理用聚合物的生产方式可以控制反应的过程，也可以保证生产的条件，这项技术具有较高的可靠性，而且操作较为简单，在研发时还配合了凝胶色谱，做出了分子量分布图，提高了产品的性能，与传统的工艺技术相比，工作效率大大提高了，可以大批量的生产工艺产品，这项技术在不断完善的过程中，已经达到了世界先进水平，经过研究者的不断努力，可以生产出性能一致的多种聚合物产品。
结束语
本文对水处理用聚合物自动化节能生化处理工艺进行了研究，采用新型的生产设备，可以设定适合的生产工艺条件，这项先进的生产工艺具有良好的重复性，可以保证产品性能的一致性，对产品的改进也提供了平台与硬件条件。通过分子团结构，对生产工艺可以进行正确的指导，利用分子量分布图，可以提高产品的性能，可以改变我国水处理滞后的现状，为了促进我国水处理事业不断的发展，相关人员需要对设备进行优化设计，研究人员通过不断发实验与研发，可以对水处理用聚合物产品的生产提供更多的指导建议。
参考文献
[1]陈春钰，白妮，杨志彬.模拟3种有机膦系阻垢剂与方解石（104）面的相互作用[J].计算机与应用化学，2015（3）.
[2]马慧明，刘亚龙，谷超桢，孙振涛，崔姜姜.循环水预处理技术的研究与应用[J].河南化工，2015（5）.
[3]崔东锋.基于S7-1200PLC的加药系统模糊控制器设计[J].自动化技术与应用，2015（5）.